Redis Lua脚本语法详解

在 Redis 中使用 Lua 脚本可以保证操作的原子性，避免在分布式锁的加锁和解锁过程中出现并发问题。本文将详细介绍Lua脚本的知识，包括Lua环境安装以及一些基本常用语法。

一、什么是 Lua

Lua 是一种轻量级、高效的脚本语言，具有简洁的语法和快速的执行速度。可以嵌入到其他编程语言中，如 C、Java 等，在游戏开发、Web 开发、数据库等领域有广泛应用。
特点有语法简单、易于学习，内存占用少，可扩展性强。

二、在 Linux 中安装 Lua

通常可以通过包管理工具（如 apt 或 yum）进行安装，也可以从源码编译安装。

# 使用 apt 安装
sudo apt-get install lua5.3
# 使用 yum 安装
sudo yum install lua

三、Lua 的 HelloWorld

在 Lua 中，输出 “Hello, World!” 非常简单，只需使用 print 函数。

print("Hello, World!")

四、Lua 基础语法

• 变量：Lua 是动态类型语言，变量不需要预先声明类型。例如：local num = 10。
• 数据类型：包括 nil、boolean、number、string、table、function 等。
• 控制结构：如 if - then - else、for、while 等。

local num = 10
if num > 5 then
    print("num > 5")
else
    print("num <= 5")
end

四、table 定义数组和 map

• 定义数组：在 Lua 中，数组是通过 table 实现的，索引从 1 开始。例如：local arr = {1, 2, 3}。

• 定义 map：可以使用键值对的方式定义 table 作为 map。例如：local map = {name = "John", age = 20}。

• 常用函数：如 table.insert 用于在数组指定位置插入元素，table.remove 用于移除数组指定位置的元素，table.concat 用于将数组元素连接成字符串等。

local arr = {1, 2, 3}
table.insert(arr, 4)
for i, v in ipairs(arr) do
    print(v)
end

五、迭代器

Lua 提供了多种迭代器，如 ipairs 用于迭代数组，pairs 用于迭代 table 的键值对。

local map = {name = "John", age = 20}
for k, v in pairs(map) do
    print(k .. ": " .. v)
end

六、模块

可以将相关的函数和变量封装在一个模块中，通过 require 函数引入模块。

模块定义

-- mymodule.lua
local M = {}
function M.hello()
    print("Hello from module!")
end
return M

模块使用

local mymodule = require("mymodule")
mymodule.hello()

七、元表与元方法

• 元表：是一个 table，可以为其他 table 提供元方法。通过元表，可以改变 table 的行为，如实现运算符重载、访问不存在的字段时的默认行为等。
• 元方法：是定义在元表中的特殊函数，如 __add 用于重载加法运算符，__index 用于处理访问不存在的字段。

__index 元方法

local mt = {
    __index = function(t, k)
        return "default value"
    end
}
local t = {}
setmetatable(t, mt)
print(t.nonexistent_key) -- 输出 "default value"

八、面向对象

在 Lua 中，可以使用 table 和元表来模拟类。通过定义构造函数和方法，实现类的封装和继承。
可以通过设置元表的 __index 元方法来实现类的继承。

创建类

local Person = {}
function Person:new(name)
    local obj = {name = name}
    setmetatable(obj, self)
    self.__index = self
    return obj
end
function Person:sayHello()
    print("my name is " .. self.name)
end
local p = Person:new("name")
p:sayHello()

九、协同线程与协同函数

• 协同线程：Lua 中的协同线程是一种轻量级的线程，它可以在程序中实现协作式多任务。协同线程可以暂停和恢复执行，通过 coroutine 库来管理。
• 协同函数：可以使用 coroutine.create 创建协同线程，使用 coroutine.resume 启动或恢复协同线程，使用 coroutine.yield 暂停协同线程。

local co = coroutine.create(function()
    for i = 1, 3 do
        print("Coroutine: " .. i)
        coroutine.yield()
    end
end)
coroutine.resume(co)
coroutine.resume(co)
coroutine.resume(co)

十、文件 IO 中的静态函数和实例函数

• 静态函数：如 io.open 用于打开文件，io.close 用于关闭文件。
• 实例函数：通过 io.open 返回的文件对象调用，如 file:read 用于读取文件内容，file:write 用于写入文件内容。

读取文件

local file = io.open("test.txt", "r")
if file then
    local content = file:read("*a")
    print(content)
    file:close()
end

十一、Lua使用场景

• 超卖问题：在高并发的秒杀场景下，多个用户同时抢购商品，可能会导致商品库存变为负数，出现超卖现象。
• 并发控制：可以使用分布式锁和 Lua 脚本来解决并发问题，保证在同一时间只有一个用户能够修改商品库存。例如，使用 Redis 的原子操作和 Lua 脚本，在扣减库存时先判断库存是否足够，若足够则扣减库存，否则返回失败。